EP0744267A2 - Method for monitoring and/or controlling an injection moulding machine - Google Patents
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- EP0744267A2 EP0744267A2 EP96108061A EP96108061A EP0744267A2 EP 0744267 A2 EP0744267 A2 EP 0744267A2 EP 96108061 A EP96108061 A EP 96108061A EP 96108061 A EP96108061 A EP 96108061A EP 0744267 A2 EP0744267 A2 EP 0744267A2
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Definitions
- the invention relates to a method for process monitoring and / or control of a die casting machine.
- parameter values are used in the manufacturing process as reference data to form a reference curve for such manufactured products that were rated as castings with still good quality.
- the measured actual data are then compared with the predetermined reference data determined in this way, tolerance limits determining the still permissible deviations.
- the running-in of a new die-casting mold is therefore associated with an extensive experimentation phase in order to obtain usable setting and reference values for later series production.
- This experiment phase is carried out by manually entering a wide variety of parameters, i. that is, the actual series production is preceded by a test production with manually entered parameters.
- EP 361 837 B1 (Ube), in which the casting process is controlled by specifying a travel-time setpoint curve of the casting piston, the actual stroke movement of the ram being regulated in the sense of following the setpoint curve.
- a real-time controlled casting unit has become known from the literature foundry 79, 1992, No. 9, April 27, pp. 347-354.
- a measuring device itself is not described in detail.
- On page 349 of this reference a programming of the switchover to pressure control with a "falling pressure edge" is described. Switching takes place after reaching a waypoint, after reaching a pressure and after reaching a certain speed.
- Uncontrolled die casting machines are set, for example, by recording and monitoring various parameters in a measured value recording system, these being evaluated using statistical methods.
- functions p (t), s (t) and v (t) can be present as a measurement diagram and for the die casting process relevant parameters are displayed in digital form.
- These digital values are automatically determined from a die-casting curve.
- z. B the determination of the switchover point between the first and second die casting phase at the first abrupt change in the travel signal.
- the hold pressure phase and the hold pressure delay can be easily taken from the curves.
- the digitally available values can be processed further by the measuring computer and evaluated by statistical methods.
- Regulated die casting machines can be used to set the casting unit using profile curves.
- the associated setpoint speed is accordingly entered for characteristic switching points or casting piston positions, a ramp function being able to be taken into account.
- This target profile curve can be entered over the entire course of the die casting process, ie over the lead phase of the mold filling phase and the post-pressure phase.
- the invention has for its object to propose a method by means of which the target profile curves for the setting of the die casting machine in the measuring computer can be automatically compared with the actual curve.
- an automatic comparison of the setting parameters of a casting unit with the measured casting parameters takes place.
- the peculiarity of the measuring device lies in the fact that all setting data (target values) of the casting unit are generated in measuring computers in such a way that an instant automatic comparison with the setting data or the setting curves can take place after recording actual curves.
- a special feature is that the setting data of the die casting machine consist of a table entry from which a speed profile curve can be derived and the individual speed points are assigned to the corresponding piston positions.
- the measuring system then records the speed curve as a v / t curve, the actual speed being determined by the measuring system in such a way that perpendicular rays are placed on the individual relevant points entered on the s / t curve and that the actual speed values can be determined automatically at the intersection with the v / t curve.
- the setting data of the die casting machine can consist of a tabular input from which a pressure profile curve can be derived.
- the individual pressure points are assigned corresponding time values after "pouring plunger stop" at the end of the mold filling.
- the measuring system records the pressure curve as a p / t curve, the measuring point “pouring piston stop” in particular being formed by the falling pressure flank on the piston rod side of the casting cylinder.
- a vertical beam T0 is generated by the measuring system. Additional vertical rays are generated in the measuring system on the time periods (T0 + X) that were defined when the pressure profile table was entered. The intersections with the actual pressure curve are compared with the tabular setting values of the machine setting and evaluated.
- Another special feature of the invention is that when the machine setting data is entered by the operator, upper and lower tolerance limits can be entered at the same time.
- the measuring system is then based on the special features that the tolerance limits on the beams are automatically displayed in the measurement record as described above, and the deviation from the target value can be represented digitally as a numerical value.
- the setting data of the die casting machine are transmitted to a measuring computer in a known manner via a corresponding interface.
- a speed profile as a target curve the measuring computer z. B. the data shown in FIG. 1 are available.
- characteristic waypoints of the pouring plunger position are shown as points 1 to 4, which correspond to the position of the pouring plunger indicated in column 2.
- a target speed specified in column 3 is specified for these positions, the presence of a ramp with the letter J (yes) and no ramp with the letter N (no) being described in more detail.
- Limit values are entered manually in the two right columns, whereby minimum and maximum limit values are defined. With regard to the path and speed data, there is an automatic data transfer from the die casting machine setting.
- FIG. 1 shows a table in the measuring computer, the specified limit values being added by manual input.
- 1 a shows a graphical representation of the tabular target values according to FIG. 1, in particular also with the ramp formation by the specified angles ⁇ , ⁇ .
- the target speeds in points 1 to 4 or the associated positions according to column 2 in FIG. 1 are compared graphically from the distance-speed profile set out in FIG. 1 with those from FIG. 2 determined actual speeds in points 1 'to 4', which have been determined for the associated points 1 to 4 in FIG. 2.
- the target speed in point 3 according to the table in FIG. 1 is 3.5 m / s
- the actual speed determined in FIG. 2 in point 3 is 3.4 m / s.
- the tolerance field or the limit values in FIG. 1 were set to min. 3.4 and max. 3.6 m / s. The actual speed measured at 3.4 m / s is therefore within the specified tolerance range.
- a target speed of 3.5 m / s according to FIG. 1 is specified.
- an actual speed at point 2 'of 3.7 m / s is determined in accordance with the measured s (t) and v (t) actual curves with an associated piston position of 300 mm.
- the limit values between 3.4 and 3.6 m / s were determined for this point 2 (see FIG. 1), the value of the actual speed in point 2 of 3.7 m / s lies outside of Tolerance limit. This is indicated in Fig. 3 by a tolerance violation in point 2 (hatched field).
- FIG. 3 therefore again contains the tabular values of FIG. 1 as target values for the speed at certain points or positions of the casting piston. Likewise, the limit values from FIG. 1 are again included in FIG. 3.
- the actual speeds determined from FIG. 2 are added to these target values in FIG. 3 in the individual points, which are determined, for example, in points 1 to 4 in the case of the pouring plunger positions 200, 300, 600 and 650 mm in a graphical and tabular manner. This determination of the actual speed on the curve v (t) to the associated points 1 to 4 is shown in FIG. 2 by the representation of the points 1 'to 4'.
- FIG. 4 a in addition to the characteristic waypoints 1 to 4 shown in FIGS. 1 and 3, the z. B. have been determined by the machine setting, any other intermediate values can be monitored using the same method.
- any other intermediate values can be monitored using the same method.
- two intermediate points 5 and 6 at the travel position 100 or 150 mm are manually defined.
- the measuring computer calculates the associated setpoint speed by interpolation, ie the setpoint speed is interpolated at point 5 with 0.05 m / s and at point 6 with 0.075 m / s.
- Analog to the table of FIG. 1 are the measuring computer of the die casting machine, the z. B. in Fig. 5 setting data available as target data.
- the items listed in the left column of this table are characteristic setting points or switching points, which are determined by the machine setting.
- the limit values specified in the two right-hand columns of FIG. 5 are also entered manually.
- a corresponding graphical representation of the p (t) target profile curve according to the table in FIG. 5 is shown in FIG. 6.
- Characteristic of the table according to FIG. 5 is the choice of the "point in time zero" at point 1, which is chosen between the mold filling phase and the holding pressure phase in accordance with the almost stoppage of the casting piston (see FIG. 6). This zero time is selected for the activation of the pressure profile.
- This data is displayed in a table in the measuring computer and can be given the minimum or maximum limit values by manual input.
- the speed of the casting piston 12 is regulated by means of a servo valve 13.
- a hydraulic sensor is located on a pressure sensor 14 arranged on the side 24 of the hydraulic drive piston 25 opposite the pressure side 23 Pressure which is dependent on the drive pressure of the hydraulic accumulator 15 and on the speed of the casting piston 12.
- the mold is filled with metal and the casting piston 12 almost comes to a standstill.
- the pressure on the transducer 14 is suddenly lowered to approximately zero bar.
- This lowering of the pressure at the pressure sensor 14 is selected together with a path specification on the casting piston 12 as a signal for the measuring computer for the “zero time” which is used to activate the target profile curve on the actual profile curve.
- the path specification is required as a logical condition in order to ensure that the pressure drop at the pressure sensor 14 is only used as a measurement signal over a precisely defined path. Pressure drops before this distance therefore do not meet the logical condition and are not taken into account for the activation of the "point in time zero". 8 shows this pressure curve at the pressure sensor 14 as a function of time as well as the casting piston travel over time.
- s F Starting point for the activation of the logical conditions for determining the time zero;
- the logical condition is activated.
- the logical condition for the time zero is fulfilled at s F (actual) if a pressure threshold of p z. B. 10 bar is met.
- the actual value of the pouring piston path S F (actual) and the actual value of the pressure sensor P (actual) are transmitted to the measuring computer. If the logical condition for the activation of the "point in time zero" is fulfilled, this time value is recorded and stored by the measuring computer. After the curves have been recorded in the data memory of the measuring computer, the curves are displayed on the screen, together with the identification of the activation for the "time zero" in the form of the curve shown in FIG. 9.
- the casting piston starts its forward movement (arrow 16) and there is a linear path movement over time along path curve 17.
- the casting piston 12 almost comes to a standstill (point 20) and the abrupt pressure drop from point 19 to point 21 described above takes place in Fig. 8 instead.
- Pressure threshold e.g. B. 10 bar selected as the switching threshold for determining the "zero point", which occurs only from the path increment S F and the respective exact location is defined as S F (actual).
- the target points of the pressure profile curve are assigned to the time zero in a second step by the measuring computer and displayed on the screen.
- the minimum and maximum limit values entered in the table according to FIG. 5 can be plotted on the target curve according to FIG. 10. If the actual curve is intersected with the limit ranges entered, the tolerances are not exceeded. This is shown analogously in FIG. 11. In the exemplary embodiment according to FIG. 11, point 1 lies outside the tolerance, for example. All other points are within the tolerance band.
- any further monitoring points in the table according to FIG. 5 are also displayed on the screen of the measuring computer. In FIG. 11, this is point 6, for example.
- These manually entered points enable e.g. B. monitoring the pressure during an edge. This means that all data are available to the measuring computer for the speed and speed entered on a controlled casting unit Compare pressure profile curves in a simple manner and without manual programming of the measuring computer, examine them for tolerance violations and apply all known statistical methods.
- master curves can be used instead of entered target profile curves, which result as profile curves of measured parts of good quality.
- These “master curves” can be stored in the computer and compared with measured actual values analogously to the method described above and be evaluated.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prozeßüberwachung und/oder Regelung einer Druckgießmaschine.The invention relates to a method for process monitoring and / or control of a die casting machine.
Aus der Literaturstelle Gießerei 68 (1981) Nr. 18, Seite 531 ff., ist eine automatische Gießprozeßüberwachung beim Druckgießen bekanntgeworden, die das prinzipielle Verfahren der Druckgießsteuerung bzw. - überwachung aufZeigt. Dabei gehen die bis dahin bekannten Gießprozeßüberwachungssysteme davon aus, daß während des laufenden Gießprozesses gemessene Ist-Werte der verschiedensten Parameter mit vorgegebenen Sollwerten verglichen und im gleichen oder nachfolgenden Gießzyklus gegebenenfalls Korrekturen zur Anpassung z. B. einer Ist-Wert-Kurve an eine Sollwert-Kurve durchgeführt werden.From the literature foundry 68 (1981) No. 18, page 531 ff., Automatic casting process monitoring during die casting has become known, which shows the basic method of die casting control or monitoring. The casting process monitoring systems known up to that point assume that actual values of the most varied parameters measured during the current casting process are compared with predetermined target values and, if necessary, corrections for adapting z. B. an actual value curve can be performed on a setpoint curve.
Aus einem weiterhin bekannten Verfahren zu Überwachung des Einspritzvorgangs bei einer Kunststoff-Spritzgießmaschine gemäß der EP 0 128 722 B1 werden Parameterwerte beim Herstellungsprozeß als Referenzdaten zur Bildung einer Referenzkurve für solche hergestellten Produkte verwendet, die als Gußteile mit noch guter Qualität bewertet wurden. Bei der späteren Serienfertigung werden dann die gemessenen Ist-Daten mit den so ermittelten vorgegebenen Referenzdaten verglichen, wobei Toleranzgrenzen die noch zulässigen Abweichungen bestimmen.From a further known method for monitoring the injection process in a plastic injection molding machine according to
Das Einfahren einer neuen Druckgießform ist demzufolge mit einer umfangreichen Experimentierphase verbunden, um brauchbare Einstell- und Referenzwerte für die spätere Serienfertigung zu erhalten. Dabei wird diese Experimentierphase durch manuelles Eingeben der verschiedensten Parameter vollzogen, d. h., der eigentlichen Serienfertigung wird eine Versuchsfertigung mit manuell eingegebenen Parametern vorgeschaltet.The running-in of a new die-casting mold is therefore associated with an extensive experimentation phase in order to obtain usable setting and reference values for later series production. This experiment phase is carried out by manually entering a wide variety of parameters, i. that is, the actual series production is preceded by a test production with manually entered parameters.
Bezüglich der Maschinensteuerung einer Druckgießmaschine sowie den damit verbundenen Steuerkurven wird ergänzend auf die Literaturstelle Ernst Brunnhuber: Praxis der Druckgußfertigung 1980, Seite 82 ff. verwiesen. Insbesondere ist auf Seite 93 ff. die Meßtechnik des Gießantriebs erläutert, wonach eine Messung und Aufzeichnung des Gießkolbenwegs sowie des Gießkolbendrucks in Abhängigkeit der Zeit erfolgt. Eine Auswertung und Berechnung der Gießkolbengeschwindigkeit, aus dem in Abhängigkeit von der Zeit gemessenen Kolbenweg, kann in einem Meßrechner erfolgen und das Ergebnis wird in der Regel digital angezeigt. Die Druckmessung geschieht mittels eines Druckgebers am Antriebszylinder, der ebenfalls am Meßrechner angeschlossen ist. Damit werden Druck, Zeit und Gießkolbengeschwindigkeit erfaßt.With regard to the machine control of a die casting machine and the associated control curves, reference is also made to the reference Ernst Brunnhuber: Praxis der Druckgußfertigung 1980, page 82 ff. In particular, on page 93 ff. The measuring technique of the casting drive is explained, according to which a measurement and recording of the casting piston travel and the casting piston pressure are carried out as a function of time. The casting piston speed can be evaluated and calculated from the piston travel measured as a function of time, in a measuring computer, and the result is generally displayed digitally. The pressure is measured using a pressure sensor on the drive cylinder, which is also connected to the measuring computer. This measures the pressure, time and speed of the plunger.
Verwiesen wird weiterhin auf die EP 361 837 B1 (Ube) bei welcher die Regelung des Gießverfahrens durch Vorgabe einer Weg-Zeit-Sollkurve des Gießkolbens erfolgt, wobei eine Regelung der tatsächlichen Hubbewegung des Preßstempels im Sinne eines Nachfahrens der Sollkurve erfolgt.Reference is also made to EP 361 837 B1 (Ube), in which the casting process is controlled by specifying a travel-time setpoint curve of the casting piston, the actual stroke movement of the ram being regulated in the sense of following the setpoint curve.
Aus der Literaturstelle Giesserei 79, 1992, Nr. 9, 27. April, S. 347-354, ist ein echtzeitgeregeltes Gießaggregat bekannt geworden. Eine Meßeinrichtung selbst wird nicht näher beschrieben. Auf Seite 349 dieser Literaturstelle ist eine Programmierung der Umschaltung auf Druckregelung bei einer "abfallenden Druckflanke" beschrieben. Dabei erfolgt die Umschaltung nach Erreichen eines Wegpunktes, nach Erreichen eines Druckes und nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit.A real-time controlled casting unit has become known from the literature foundry 79, 1992, No. 9, April 27, pp. 347-354. A measuring device itself is not described in detail. On page 349 of this reference a programming of the switchover to pressure control with a "falling pressure edge" is described. Switching takes place after reaching a waypoint, after reaching a pressure and after reaching a certain speed.
Auf Seite 350 dieser Literaturstelle wird in einer typischen Gießkurvendarstellung eine Relation zwischen Weg- und Geschwindigkeitspunkten dargestellt. Auf den Auswertungsvorgang in einem Meßgerät wird jedoch nicht Bezug genommen. Insbesondere ist in dieser Literaturstelle kein Hinweis enthalten, wie eine automatische Auswertung von Meßkurven in Relation zur Maschineneinstellung erfolgt.On page 350 of this reference, a relationship between waypoints and speed points is shown in a typical casting curve display. However, no reference is made to the evaluation process in a measuring device. In particular, this reference does not contain any information as to how measurement curves are automatically evaluated in relation to the machine setting.
Auch aus der Literaturstelle Giesserei 80, 1993, Nr. 8, 19. April, S. 247-252 ist kein Hinweis enthalten, wie eine automatische Auswertung von Meßkurven in Relation zur Maschineneinstellung im einzelnen erfolgen soll.Also from the literature foundry 80, 1993, No. 8, April 19, pp. 247-252, there is no indication of how an automatic evaluation of measurement curves in relation to the machine setting should be carried out in detail.
Zum Verständnis der Erfindung wird generell auf folgendes hingewiesen:In order to understand the invention, the following is generally pointed out:
Bei der automatischen Auswertung von Meßkurven an Druckgießmaschinen unterscheidet man sogenannte ungeregelte und geregelte Druckgießmaschinen.In the automatic evaluation of measurement curves on die casting machines, a distinction is made between so-called unregulated and regulated die casting machines.
Die Einstellung von ungeregelten Druckgießmaschinen erfolgt beispielsweise durch Aufzeichnung und Überwachung verschiedener Parameter in einem Meßwert-Erfassungssystem, wobei diese mit statistischen Methoden ausgewertet werden. So können beispielsweise Funktion p (t), s (t) sowie v (t) als Meßdiagramm vorliegen und die für den Druckgußprozeß relevanten Parametern werden in digitaler Form angezeigt. Diese digitalen Werte werden aus einer druckgußspezifischen Kurve automatisch bestimmt. Hierdurch kann z. B. die Ermittlung des Umschaltpunktes zwischen der ersten und zweiten Druckgießphase bei der ersten sprungartigen Änderung des Wegsignals erfolgen. Weiterhin kann die Nachdruckphase sowie die Nachdruckverzögerung problemlos den Kurven entnommen werden. Die so digital vorliegenden Werte können vom Meßrechner weiterverarbeitet und durch statistische Methoden ausgewertet werden.Uncontrolled die casting machines are set, for example, by recording and monitoring various parameters in a measured value recording system, these being evaluated using statistical methods. For example, functions p (t), s (t) and v (t) can be present as a measurement diagram and for the die casting process relevant parameters are displayed in digital form. These digital values are automatically determined from a die-casting curve. As a result, z. B. the determination of the switchover point between the first and second die casting phase at the first abrupt change in the travel signal. Furthermore, the hold pressure phase and the hold pressure delay can be easily taken from the curves. The digitally available values can be processed further by the measuring computer and evaluated by statistical methods.
Bei geregelten Druckgießmaschinen besteht die Möglichkeit, die Einstellung des Gießaggregats über Profilkurven vorzunehmen. Dabei kann die Programmierung der Druckgießmaschine beispielsweise durch Eingabe einer Sollprofilkurve für die Geschwindigkeit erfolgen (
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels welcher die Soll-Profilkurven für die Einstellung der Druckgießmaschine im Meßrechner automatisch mit der Ist-Kurve verglichen werden kann. Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Zeitabstimmung zwischen Soll-Profilkurven und Ist-Profilkurven im Meßrechner vorzunehmen und zwar unabhängig von einer Triggerung (Start) der Meßwertaufnahme. Beim Vergleich der Soll- und Ist-Profilkurven sollen Toleranzgrenzen berücksichtigt werden. Durch Vorgabe einer Masterkurve im Meßrechner sollen mittels eines einfachen Verfahrens beliebige Punkte ausgewählt werden können, die zur Auswertung zur Verfügung stehen, wobei auch beliebige Zwischenwerte mit einbezogen werden können.The invention has for its object to propose a method by means of which the target profile curves for the setting of the die casting machine in the measuring computer can be automatically compared with the actual curve. In particular, it is also an object of the invention to carry out a time coordination between target profile curves and actual profile curves in the measuring computer, independently of triggering (start). the measured value recording. Tolerance limits should be taken into account when comparing the target and actual profile curves. By specifying a master curve in the measuring computer, any points that are available for evaluation should be able to be selected using a simple method, and any intermediate values may also be included.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale insbesondere des Anspruchs 1 gelöst. In den weiteren Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Ergänzungen der Erfindung angegeben.This object is achieved by the features in particular of
Bei der vorliegenden Erfindung findet demzufolge ein automatischer Vergleich der Einstellparameter eines Gießaggregats mit den gemessenen Gießparametern statt. Dabei liegt die Besonderheit der Meßreinrichtung darin, daß alle Einstelldaten (Soll-Werte) des Gießaggregats in Meßrechnern derart generiert werden, daß nach Aufzeichnung von Ist-Kurven ein sofortiger automatischer Vergleich mit den Einstelldaten bzw. den Einstellkurven erfolgen kann.Accordingly, in the present invention, an automatic comparison of the setting parameters of a casting unit with the measured casting parameters takes place. The peculiarity of the measuring device lies in the fact that all setting data (target values) of the casting unit are generated in measuring computers in such a way that an instant automatic comparison with the setting data or the setting curves can take place after recording actual curves.
Eine Besonderheit liegt darin, daß die Einstelldaten der Druckgießmaschine aus einer tabellarischen Eingabe bestehen, aus der eine Geschwindigkeits-Profilkurve abgeleitet werden kann und die einzelnen Geschwindigkeitspunkte entsprechenden Gießkolbenstellungen zugeordnet sind. Das Meßsystem zeichnet dann die Geschwindigkeit-Kurve als v/t-Kurve auf, wobei die Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit vom Meßsystem in der Weise durchgeführt wird, daß auf die einzelnen relevanten eingegebenen Punkte auf der s/t-Kurve senkrechte Strahlen gelegt werden und daß am Schnittpunkt mit der v/t-Kurve die Ist-Geschwindigkeitswerte automatisch ermittelt werden können.A special feature is that the setting data of the die casting machine consist of a table entry from which a speed profile curve can be derived and the individual speed points are assigned to the corresponding piston positions. The measuring system then records the speed curve as a v / t curve, the actual speed being determined by the measuring system in such a way that perpendicular rays are placed on the individual relevant points entered on the s / t curve and that the actual speed values can be determined automatically at the intersection with the v / t curve.
In alternativer Ausführungsform können die Einstelldaten der Druckgießmaschine aus einer tabellarischen Eingabe bestehen, aus der eine Druckprofilkurve abgeleitet werden kann. Dabei sind die einzelnen Druckpunkte entsprechenden Zeitwerten nach "Gießkolbenstop" am Ende der Formfüllung zugeordnet.In an alternative embodiment, the setting data of the die casting machine can consist of a tabular input from which a pressure profile curve can be derived. The individual pressure points are assigned corresponding time values after "pouring plunger stop" at the end of the mold filling.
Daß Meßsystem zeichnet die Druckkurve als p/t-Kurve auf, wobei insbesondere der Meßpunkt "Gießkolbenstop" durch die abfallende Druckflanke an der Kolbenstangenseite des Gießzylinders gebildet wird. Ausgehend von diesem Signal wird vom Meßsystem ein senkrechter Strahl T0 generiert. Auf den Zeitabschnitten (T0 + X), die bei Eingabe der Druckprofiltabelle festgelegt worden sind, werden im Meßsystem weitere senkrechte Strahlen generiert. Die Schnittpunkte mit der Ist-Druckkurve werden mit den tabellarischen Einstellwerten der Maschineneinstellung verglichen und ausgewertet.The measuring system records the pressure curve as a p / t curve, the measuring point “pouring piston stop” in particular being formed by the falling pressure flank on the piston rod side of the casting cylinder. On the basis of this signal, a vertical beam T0 is generated by the measuring system. Additional vertical rays are generated in the measuring system on the time periods (T0 + X) that were defined when the pressure profile table was entered. The intersections with the actual pressure curve are compared with the tabular setting values of the machine setting and evaluated.
Eine weitere Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß bei der Eingabe der Maschineneinstelldaten durch den Bediener gleichzeitig obere und untere Toleranzgrenzen mit eingegeben werden können. Dem Meßsystem liegen dann die Besonderheiten zugrunde, daß die Toleranzgrenzen auf den Strahlen wie oben beschrieben in dem Meßaufschrieb automatisch mit angezeigt werden und die Abweichung zum Soll-Wert digital als Zahlenwert dargestellt werden können.Another special feature of the invention is that when the machine setting data is entered by the operator, upper and lower tolerance limits can be entered at the same time. The measuring system is then based on the special features that the tolerance limits on the beams are automatically displayed in the measurement record as described above, and the deviation from the target value can be represented digitally as a numerical value.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert. Dabei enthalten die Zeichnungen sowohl Datendiagramme als auch graphische Kurvendarstellungen.Further details and advantages of the invention are explained in more detail in the following description of exemplary embodiments with the aid of drawings. The drawings contain both data diagrams and graphical curve representations.
An einer geregelten Druckgießmaschine können beispielsweise folgende Profilkurven gefahren werden:
- Geschwindigkeitsprofilkurve
- Druckprofilkurve
- Speed profile curve
- Pressure profile curve
Die Einstelldaten der Druckgießmaschine werden in bekannter Weise über eine entsprechende Schnittstelle an einen Meßrechner übertragen. Zur Herstellung z. B. eines Geschwindigkeitsprofils als Sollkurve stehen dem Meßrechner z. B. die in der Fig. 1 dargestellten Daten zur Verfügung. In der Spalte 1 dieser Tabelle sind charakteristische Wegpunkte der Gießkolbenstellung als Punkte 1 bis 4 dargestellt, die der in Spalte 2 angegebenen Position des Gießkolbens entsprechen. Zu diesen Positionen wird eine in Spalte 3 angegebene Soll-Geschwindigkeit vorgegeben, wobei das Vorliegen einer Rampe mit den Buchstaben J (Ja) und keine Rampe mit dem Buchstaben N (Nein) näher beschrieben ist. In den beiden rechten Spalten werden Grenzwerte manuell eingegeben, wobei minimale und maximale Grenzwerte definiert werden. Bezüglich den Weg- und Geschwindigkeitsdaten erfolgt eine automatische Datenübernahme von der Druckgießmaschinen-Einstellung. Im Meßrechner werden die in Fig. 1 angegebenen Daten tabellarisch dargestellt, wobei die angegebenen Grenzwerte durch manuelle Eingabe hinzugefügt werden. Fig. 1 a zeigt eine graphische Darstellung der tabellarischen Soll-Werte nach Fig. 1 insbesondere auch mit der Rampenausbildung durch die angegebenen Winkel α, β. Im Meßrechner werden nun für jeden Gießzyklus oder -schuß die Kurven
In diesem Diagramm nach Fig. 2 wird erfindungsgemäß im s (t)- und v (t)-Diagramm einem vorgegebenen Wegpunkt der Punkte 1 bis 4 aus Fig. 1 der jeweils zugehörige Ist-Geschwindigkeitspunkt 1' bis 4' zugeordnet. Dies ist in Fig. 2 durch eine Pfeildarstellung vom Punkt 1 zum Punkt 1' bis Punkt 4 zum Punkt 4' graphisch dargestellt. Die so gemessenen und in der Fig. 2 dargestellten Geschwindigkeitspunkte 1' bis 4' auf der Kurve v (t) werden im Meßrechner tabellarisch dargestellt und nach Eingabe von Toleranzgrenzen automatisch bewertet, wie dies die Fig. 3 zeigt.In this diagram according to FIG. 2, according to the invention, in the s (t) and v (t) diagram, the respectively associated actual speed point 1 'to 4' is assigned to a given waypoint of
In dem tabellarischen Vergleich nach Fig. 3 werden demnach aus dem zu Fig. 1 aufgestellten Weg-Geschwindigkeitsprofil die Soll-Geschwindigkeiten in den Punkten 1 bis 4 bzw. den zugehörigen Positionen nach Spalte 2 in Fig. 1 verglichen mit den aus Fig. 2 graphisch ermittelten Ist-Geschwindigkeiten in den Punkten 1' bis 4', die zu den zugehörigen Punkten 1 bis 4 in Fig. 2 ermittelt worden sind. Beispielsweise beträgt die Soll-Geschwindigkeit im Punkt 3 nach der Tabelle nach Fig. 1 3,5 m/s, während die aus der Fig. 2 ermittelten Ist-Geschwindigkeit in Punkt 3, 3,4 m/s beträgt. Das Toleranzfeld bzw. die Grenzwerte in Fig. 1 wurden festgelegt auf min. 3,4 und max. 3,6 m/s. Die mit 3,4 m/s gemessene Ist-Geschwindigkeit liegt deshalb innerhalb des festgelegten Toleranzfeldes.In the tabular comparison according to FIG. 3, the target speeds in
Im Punkt 2, d. h., in der Position 300 mm des Gießkolbens wird beispielsweise eine Sollgeschwindigkeit von 3, 5 m/s gemäß Fig. 1 vorgegeben. Zu dieser Sollgeschwindigkeit wird gemäß den gemessenen s (t)- und v (t)-Ist-Kurven bei einer zugehörigen Kolbenposition von 300 mm eine Ist-Geschwindigkeit im Punkt 2' von 3,7 m/s ermittelt. Nachdem zu diesem Punkt 2 die Grenzwerte zwischen 3,4 und 3,6 m/s festgelegt wurden (s. Fig. 1) liegt der Wert der Ist-Geschwindigkeit in Punkt 2 von 3,7 m/s außerhalb der Toleranzgrenze. Dies ist in Fig. 3 durch eine Toleranzverletzung in Punkt 2 (schraffiertes Feld) angezeigt.At
Die Fig. 3 enthält demzufolge nochmals die tabellarischen Werte der Fig. 1 als Sollwerte der Geschwindigkeit zu bestimmten Punkten bzw. Positionen des Gießkolbens. Gleichermaßen sind die Grenzwerte aus Fig. 1 nochmals in Fig. 3 aufgenommen. Diesen Sollwerten sind in Fig. 3 die aus der Fig. 2 ermittelten Ist-Geschwindigkeiten in den einzelnen Punkten hinzugefügt, die beispielsweise in den Punkten 1 bis 4 bei den Gießkolbenstellungen 200, 300, 600 und 650 mm graphisch und tabellarisch ermittelt werden. Diese Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit auf der Kurve v (t) zu den zugehörigen Punkten 1 bis 4 ist in Fig. 2 durch Darstellung der Punkte 1' bis 4' wiedergegeben.3 therefore again contains the tabular values of FIG. 1 as target values for the speed at certain points or positions of the casting piston. Likewise, the limit values from FIG. 1 are again included in FIG. 3. The actual speeds determined from FIG. 2 are added to these target values in FIG. 3 in the individual points, which are determined, for example, in
Gemäß der Darstellung der Erfindung nach Fig. 4, Fig. 4 a, können selbstverständlich neben den in den Figuren 1 und 3 dargestellten charakteristischen Wegpunkten 1 bis 4, die z. B. durch die Maschineneinstellung festgelegt worden sind, weitere beliebige Zwischenwerte nach dem gleichen Verfahren überwacht werden. Beispielsweise werden in der Tabelle nach Fig. 4 gemäß der Fig. 1 a in Verbindung mit Fig. 4 a zwei Zwischenpunkte 5 und 6 bei der Wegposition 100 bzw. 150 mm manuell festgelegt. Bei Eingabe dieser Wegpunkt-Zwischenwerte wird nun vom Meßrechner der jeweilige zugehörige Sollwert der Geschwindigkeit durch Interpolation errechnet, d. h., die Sollgeschwindigkeit im Punkt 5 mit 0,05 m/s und im Punkt 6 mit 0,075 m/s wird vom Rechner als Zwischenwerte interpoliert. Liegen diese Weg/Geschwindigkeitswerte fest, so kann wiederum ein Vergleich mit den gemessenen Profilkurven s (t) und v (t) nach Fig. 2 stattfinden, d. h., bei den vorgegebenen Positionen 100 und 150 mm werden auf der s (t)-Ist-Kurve die Punkte 5 und 6 an diesen Wegpositionen ermittelt und die zugehörigen Geschwindigkeitswerte auf der Ist-Geschwindigkeitskurve v (t) ermittelt. Diese Geschwindigkeitswerte sind mit 5', 6' in Fig. 2 dargestellt. Diese ermittelten Ist-Geschwindigkeiten können dann wiederum in der Tabelle nach Fig. 4 dargestellt werden, was Analog zum zuvor beschriebenen Verfahren nach Fig. 2 und 3 erfolgt.According to the representation of the invention according to FIG. 4, FIG. 4 a, in addition to the
Das zuvor für Geschwindigkeitsprofilkurven dargestellte Verfahren läßt sich sinngemäß ebenfalls für Druckprofilkurven durchführen. Dies wird nachfolgend näher erläutert.The method previously described for speed profile curves can also be carried out analogously for pressure profile curves. This is explained in more detail below.
Analog zur Tabelle nach Fig. 1 stehen dem Meßrechner der Druckgießmaschine die z. B. in Fig. 5 aufgeführten Einstelldaten als Solldaten zur Verfügung. Bei den in der linken Spalte dieser Tabelle aufgeführten Punkten handelt es sich wiederum um charakteristische Einstellpunkte bzw. Schaltpunkte, die durch die Maschineneinstellung festgelegt sind. Es erfolgt wiederum eine automatische Datenübernahme von der Druckgießmaschinen-Einstellung mit einer Festlegung des gewünschten Drucks in Abhängigkeit der Zeit sowie der Vorgabe einer Rampe. Die in den beiden rechten Spalten von Fig. 5 angegebenen Grenzwerte werden ebenfalls manuell eingegeben. Eine zugehörige graphische Darstellung der p (t)-Sollprofilkurve nach der Tabelle nach Fig. 5 ist in Fig. 6 wiedergegeben.Analog to the table of FIG. 1 are the measuring computer of the die casting machine, the z. B. in Fig. 5 setting data available as target data. The items listed in the left column of this table are characteristic setting points or switching points, which are determined by the machine setting. There is again an automatic data transfer from the die casting machine setting with a determination of the desired pressure depending on the time and the specification of a ramp. The limit values specified in the two right-hand columns of FIG. 5 are also entered manually. A corresponding graphical representation of the p (t) target profile curve according to the table in FIG. 5 is shown in FIG. 6.
Charakteristisch an der Tabelle nach Fig. 5 ist die Wahl des "Zeitpunkts Null", zum Punkt 1, die entsprechend dem Nahezu-Stillstand des Gießkolbens zwischen der Formfüllphase und der Nachdruckphase gewählt wird (s. Fig. 6). Dieser Zeitpunkt Null wird für die Aktivierung des Druckprofils gewählt. Im Meßrechner werden diese Daten tabellarisch dargestellt und können durch manuelle Eingaben mit den Minimum- bzw. Maximumgrenzwerten versehen werden.Characteristic of the table according to FIG. 5 is the choice of the "point in time zero" at
Im Meßrechner wird nunmehr für jeden Gießzyklus bzw. -schuß die Funktion
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Gießaggregat 11 erfolgt die Regelung der Geschwindigkeit des Gießkolbens 12 mittels eines Servoventils 13. Während die Bewegung des Gießkolbens 12 steht an einem, auf der der Druckseite 23 gegenüberliegenden Seite 24 des Hydraulik-Antriebkolbens 25 angeordneten Druckaufnehmer 14 ein hydraulischer Druck an, der abhängig ist vom Antriebsdruck des Hydro-Speichers 15 und von der Geschwindigkeit des Gießkolbens 12. Gegen Ende der Formfüllphase ist die Form mit Metall gefüllt und der Gießkolben 12 kommt nahezu zum Stillstand. In diesem Augenblick wird der Druck am Aufnehmer 14 schlagartig bis annähernd null bar abgesenkt. Diese Absenkung des Drucks am Druckaufnehmer 14 wird zusammen mit einer Wegvorgabe am Gießkolben 12 als Signal für den Meßrechner für den "Zeitpunkt Null" gewählt, der zur Aktivierung der Soll-Profilkurve auf der Ist-Profilkurve verwendet wird. Die Wegvorgabe ist als logische Bedingung erfoderlich, um sicherzustellen, daß die Druckabsenkung am Druckaufnehmer 14 nur auf einer genau definierten Wegstrecke als Meßsignal verwendet wird. Vor dieser Wegstrecke erfolgte Druckabsenkungen erfüllen somit nicht die logische Bedingung und bleiben für die Aktivierung des "Zeitpunktes Null" unberücksichtigt. In Fig. 8 ist dieser Druckverlauf am Druckaufnehmer 14 in Abhängigkeit der Zeit sowie der Gießkolbenweg über die Zeit wiedergegeben.In the
Für den Gießkolbenweg besteht folgende Beziehung:
Legt man ein konstantes Weginkrement, bestehend aus der maximalen Gießrestdicke und einem Sicherheitszuschlag von z. B. 120 mm zugrunde, so ergibt sich
Ab dem Punkt SF = 780 mm wird demnach die logische Bedingung aktiviert. Die logische Bedingung für den Zeitpunkt Null ist erfüllt bei sF (Ist), wenn eine Druckschwelle von p z. B. 10 bar erfüllt ist.From the point S F = 780 mm, the logical condition is activated. The logical condition for the time zero is fulfilled at s F (actual) if a pressure threshold of p z. B. 10 bar is met.
Der Ist-Wert des Gießkolbenwegs SF(Ist) und der Ist-Wert des Druckaufnehmers P(Ist) werden an den Meßrechner übertragen. Ist die logische Bedingung für die Aktivierung des "Zeitpunkts Null" erfüllt, wird dieser Zeitwert vom Meßrechner erfaßt und abgespeichert. Nach Aufnahme der Kurven im Datenspeicher des Meßrechners werden die Kurven am Bildschirm dargestellt, und zwar zusammen mit der Kennzeichnung der Aktivierung für den "Zeitpunkt Null" in Form der in Fig. 9 dargestellten Kurve.The actual value of the pouring piston path S F (actual) and the actual value of the pressure sensor P (actual) are transmitted to the measuring computer. If the logical condition for the activation of the "point in time zero" is fulfilled, this time value is recorded and stored by the measuring computer. After the curves have been recorded in the data memory of the measuring computer, the curves are displayed on the screen, together with the identification of the activation for the "time zero" in the form of the curve shown in FIG. 9.
In Fig. 8 ist demnach zunächst der konstante Druck p1 im Druckaufnehmer 14 nach Fig. 7 dargestellt, so lange der Gießkolben 2 noch steht (s1 = 0). Zum Zeitpunkt t1 startet der Gießkolben seine Vorwärtsbewegung (Pfeil 16) und es findet entlang der Wegkurve 17 eine lineare Wegbewegung über die Zeit statt. Während dieser Phase tritt eine allmähliche Druckreduzierung entlang der Druckkurve 18 ein, bis zum Ende der Formfüllphase im Punkt 19. Zu diesem Zeitpunkt kommt der Gießkolben 12 nahezu zum Stillstand (Punkt 20) und es findet der zuvor beschriebene schlagartige Druckabfall vom Punkt 19 zum Punkt 21 in Fig. 8 statt. Hierbei wird im Punkt 22 eine Druckschwelle von z. B. 10 bar als Schaltschwelle zur Festlegung des "Nullpunkts" gewählt, die erst ab dem Weginkrement SF auftritt und der jeweilige exakte Ort ist als SF(Ist) definiert.8 shows the constant pressure p1 in the
In der in Fig. 9 gemessenen Ist-Druckprofilkurve werden in einem zweiten Schritt vom Meßrechner die Sollpunkte der Druckprofilkurve dem Zeitpunkt Null zugeordnet und auf dem Bildschirm dargestellt. Hieraus ergibt sich die Darstellung nach Fig. 10, d. h., ausgehend vom "Zeitpunkt Null", dessen Ermittlung zuvor beschrieben ist, werden die aus der Tabelle in Fig. 5 vorgegebenen Sollwerte der Punkte 1 bis 5 in das Diagramm der gemessenen Ist-Kurve nach Fig. 9 eingefügt, so daß sich die Darstellung nach Fig. 10 ergibt. Damit ist ein exakter Vergleich der Solldruck-Profilkurve mit der Ist-Druck-Profilkurve möglich. Dies ergibt sich unmittelbar aus der Darstellung nach Fig. 10.In the actual pressure profile curve measured in FIG. 9, the target points of the pressure profile curve are assigned to the time zero in a second step by the measuring computer and displayed on the screen. This results in the representation according to FIG. 10, i. That is, starting from the "time zero", the determination of which is described above, the setpoints of
In Weiterbildung der Erfindung können die in der Tabelle nach Fig. 5 eingetragenen minimalen und maximalen Grenzwerte auf der Sollkurve nach Fig. 10 aufgetragen werden. Erfolgt ein Schneiden der Ist-Kurve mit den eingegebenen Grenzwertstrecken, so sind die Toleranzen nicht überschritten. Dies ist in Fig. 11 sinngemäß dargestellt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 liegt der Punkt 1 beispielsweise außerhalb der Toleranz. Alle weiteren Punkte liegen innerhalb des Toleranzbandes.In a further development of the invention, the minimum and maximum limit values entered in the table according to FIG. 5 can be plotted on the target curve according to FIG. 10. If the actual curve is intersected with the limit ranges entered, the tolerances are not exceeded. This is shown analogously in FIG. 11. In the exemplary embodiment according to FIG. 11,
Es ist weiterhin möglich, manuell beliebige weitere Überwachungspunkte in die Tabelle nach Fig. 5 einzutragen. Auch diese Überwachungspunkte werden auf dem Bildschirm des Meßrechners angezeigt. In der Fig. 11 ist dies beispielsweise der Punkt 6. Diese manuell eingetragenen Punkte ermöglichen z. B. die Überwachung des Druckes während einer Flanke. Damit stehen dem Meßrechner alle Daten zur Verfügung, um die an einem geregelten Gießaggregat eingegebenen Geschwindigkeits- und Druckprofilkurven auf einfache Weise und ohne manuelle Programmierung des Meßrechners zu vergleichen, auf Toleranz-Verletzungen zu untersuchen und alle bekannten statistischen Methoden anzuwenden.It is also possible to manually enter any further monitoring points in the table according to FIG. 5. These monitoring points are also displayed on the screen of the measuring computer. In FIG. 11, this is
Gemäß der Erfindung können anstelle von eingegebenen Soll-Profilkurven auch sogenannte "Masterkurven verwendet werden, die sich als Profilkurven von gemessenen Teilen guter Qualität ergeben. Diese "Masterkurven" können im Rechner abgespeichert werden und analog zu dem zuvor beschriebenen Verfahren mit gemessenen Ist-Werten verglichen und bewertet werden.According to the invention, so-called “master curves” can be used instead of entered target profile curves, which result as profile curves of measured parts of good quality. These “master curves” can be stored in the computer and compared with measured actual values analogously to the method described above and be evaluated.
Es ist darüberhinaus möglich, die Masterkurven
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Abwandlungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown and described. Rather, it also encompasses all professional further training and modifications within the framework of intellectual property rights claims.
Claims (20)
dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Vergleich von Ist- und Soll-Profilkurven eine Zuordnung der Gießkolbengeschwindigkeit zum Gießkolbenweg und/oder des Gießkolbendrucks zum Gießkolbenweg bzw. zur zugehörigen Gießzeit für gemessene Ist-Werte erfolgt und daß mittels Eingabewerte und/oder durch Masterkurven vorgegebene Vergleichswerte zu beliebigen, jedoch übereinstimmenden Wegpositionen des Gießkolbens bzw. zugehörigen Gießzeiten zugehörige Sollwerte unter Berücksichtigung von Toleranzen mit den Ist-Werten im Rechner verglichen werden.
characterized,
that for a comparison of actual and target profile curves, an assignment of the casting piston speed to the casting piston path and / or of the casting piston pressure to the casting piston path or to the associated casting time for measured actual values takes place and that by means of input values and / or master curves, predetermined comparison values to any, however Matching path positions of the casting piston or associated casting times associated setpoints are compared with the actual values in the computer taking into account tolerances.
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